细胞或高分子输送用“Y”形流管无阀压电泵的工作原理及流量特性.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 第 44卷第 9期 机 械 工 程 学 报 v。1．44No．9 2008年 9月 CHINESEJOURNAL0FMECHANICALENGINEERING Sep． 2008 DoI：1O．3901／JM E．2008．O9．092 细胞或高分子输送用 “Y形流管无阀 压电泵的工作原理及流量特性木 张建辉 ，2 路计庄2 夏齐霄。寇 杰4 任 刚2 (1．南京航空航天大学精密驱动研究所 南京 210016； 2．北京工业大学机械工程及应用电子技术学院 北京 100022； 3．北京联合大学机 电工程学院 北京 100020； 4．克莱姆森大学机械工程系 克莱姆森 SC29634．0921 美国1 摘要：在泵腔上安装两支互为倒置的具有一定夹角的三通流管，组成泵腔的流入、排出口，并与压 电振子、泵体及其他部件 共同构成了 “Y”形流管无阀压电泵。该泵无 自身化学污染源及 电磁污染源，也没有阀的开启过程；同时，具有极大的可微 小化和集成化的结构能力；而且，在流管内产生的漩涡相对较小，有利于输送活体细胞及长链高分子。提出新型 “Y”形流 管无阀压 电泵的结构。基于有限体积法，分别模拟锥形流管与 “Y”形流管中的压力分布与速度矢量分布，证明 “Y”形流管 中的漩涡远小于圆锥流管中的漩涡，速度、压力的变化也较圆锥流管低。通过具体分析压电振子的振动，建立泵容积变化方 程；同时建立泵流量与压电振子频率之间的关系式。最后，通过对所研究的 “Y”形流管无阀压电泵进行流量试验后证明 “Y” 形流管无阀压电泵具有泵特性，进而证明了上述理论模型的正确性。 关键词：压 电泵 “Y”形流管 漩涡 流量 中图分类号：TG156 W orkingPrincipleandFluxCharacteristicsofValve—lessPiezoelectric PumpwithY-shapeTubesforTransportingCellsandM acromolecule ． ZHANGJianhui ‘LUJizhuang ‘XIAQixiao KOUJie’ RENGang ‘ (1．PrecisionDrivingLaboratory，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016； 2．CollegeofM echanicalEngineering AppliedElectronicsTechnology, BeijingUniversiytofTechnology,Beijing100022； 3．CollegeofMechanicalElecrtonicEngineering．BeijingUnionUniversity,Beijingl00020； 4．DepartmentofMechanicalEngineering，ClemsonUniversiyt,ClemsonSC29634—092